Tag Archives: vật lý

Ebook: Mô hình hóa các hiện tượng vật lý bằng Scilab

Download sách tại Sách Scilab.

Phiên bản mới của cuốn Mô hình hóa các hiện tượng vật lý bằng MATLAB. Lần này dùng ngôn ngữ Scilab không tương thích lắm với MATLAB, so với cuốn sách Octave trước đây. Tuy nhiên, người dịch đã cố gắng chuyển mã lệnh sang Scilab sao cho chúng có thể chạy thông.

Nội dung cuốn sách rát phù hợp với các bạn ở lớp cuối phổ thông trung học hoặc giai đoạn đại cương đại học / cao đẳng.

Thông tin cập nhật: Hiện nay, nhiều ngôn ngữ lập trình đã cho phép người dùng thử online nhằm tạo sức hấp dẫn cho các độc giả mới. Ngôn ngữ SciLab cũng có một website như vậy được phát triển bởi công ty OcamlPro; các bạn thử vào xem trang web http://sciweb.ocamlpro.com.

Nói thêm chút, OCaml là gì? Đó là một ngôn ngữ lập trình khá ít được biết đến, nhưng là một công cụ rất mạnh mẽ. Trong thể loại lập trình hàm (functional programming), OCaml rất đáng tin cậy. Nếu có dịp, tôi sẽ dịch cuốn sách giới thiệu cho các bạn.

 

Advertisements

2 phản hồi

Filed under Mô hình hóa

Mô hình hóa hiện tượng vật lý bằng MATLAB

Được viết dành cho người mới học, cuốn sách này giới thiệu lập trình MATLAB và mô phỏng các hệ thống vật lý. Cuốn sách mở đầu với các giá trị vô hướng và dần dần nâng lên véc-tơ và ma trận. Các chủ đề được trình bày bao gồm biến và giá trị, đoạn mã lệnh, vòng lặp, phương trình vi phân thường, véc-tơ và hàm. MATLAB được dùng trọn vẹn trong cuốn này để giải quyết nhiều bài tập cuối chương. (trích thông tin từ Amazon.com)

Tác giả

Allen B. Downey là Phó giáo sư ngành Khoa học máy tính tại Franklin W. Olin College of Engineering. Ông đã viết một số cuốn sách, bao gồm Computational Modeling and Complexity Science, How to Think Like a Computer Scientist (Cách tư duy như nhà khoa học máy tính), The Little Book of Semaphores, Physical Modeling in MATLAB, và Learning Perl the Hard Way.

Mục lục

Chương 1: Các biến và giá trị
Chương 2: Mã lệnh chương trình
Chương 3: Vòng lặp

Chương 4: Véc-tơ
Chương 5: Hàm
Chương 6: Tìm nghiệm
Chương 7: Hàm số của véc-tơ
Chương 8: Phương trình vi phân thường
Chương 9: Hệ các PVT
Chương 10: Các hệ bậc hai
Chương 11: Tối ưu hóa và nội suy
Chương 12: Bây giờ véc-tơ mới thật là véc-tơ

Tiếp tục đọc

123 phản hồi

Filed under Mô hình hóa

E-book mới: Mô hình hóa các hiện tượng vật lý bằng MATLAB / Octave

Như tôi đã đề cập trong một phản hồi trước đây, việc phổ biến các phần mềm nguồn mở làm công cụ học tập rất có ích lợi; để truyền đạt ý tưởng trong cuốn sách “Physical Modeling in MATLAB” của tác giả Allen B. Downey, thật tuyệt vời nếu ta có phần mềm có thể tải về mọi lúc, mọi nơi, kể cả máy PC ở nhà của bạn, laptop của bạn, PC ở văn phòng hoặc một server chạy Linux đặt tại một đát nước xa xôi như Mỹ. Bạn có thể đọc tài liệu, thực hành trên phầm mềm danh chính ngôn thuận và e-book phát hành tự do.

Cuốn sách này không chỉ thich hợp với sinh viên mà các học sinh THPT có thể tự học. Không phải lập trình Pascal hay C vốn dành cho những kĩ sư công nghệ thông tin tương lai, bạn có thể dùng những kĩ năng MATLAB/Octave để giải quyết các bài toán nảy sinh trong mọi lĩnh vực: kinh tế, xây dựng, môi trường… Bạn được lựa chọn môn học mình thấy cần, thay vì theo một khung chương trình cứng nhắc đã được hoạch định cho cả trường bạn phải dạy và học theo.

Và đây là bản sơ thảo của cuốn sách Mô hình hóa các hiện tượng vật lý bằng Octave!

Cập nhật: một phiên bản dành cho ngôn ngữ gần giống: Mô hình hóa các hiện tượng vật lý bằng Scilab.

3 phản hồi

Filed under MatLab, Mô hình hóa

Chương 2. Ngành khoa học mới bắt nguồn từ những ứng dụng trong lĩnh vực môi trường

Trở về Mục lục cuốn sách

Jeff Dozier | University of California, Santa Barbara
William B. Gail | Microsoft

Khoa học về Trái đất và môi trường đã trưởng thành qua hai giai đoạn chính và đang bước vào giai đoạn thứ ba. Trong giai đoạn đầu tiên, vốn đã kết thúc cách đây hai thập kỉ, khoa học Trái đất và môi trường đa phần là mang tính chuyên môn và tập trung vào việc phát triển kiến thức về địa chất, hóa học khí quyển, hệ sinh thái, và các lĩnh vực khác của hệ Trái đất. Đến thập niên 1980, cộng đồng khoa học đã nhận ra sự ràng buộc chặt chẽ giữa các chuyên môn này và bắt đầu nghiên cứu chúng như những thành tố của một hệ thống đơn nhất. Trong suốt giai đoạn thứ hai này, mẫu hình của khoa học hệ thống Trái đất đã xuất hiện. Đi cùng nó là khả năng hiểu được các hiện tượng phức tạp, có tính hệ thống như biến đổi khí hậu, vốn kết nối giữa các khái niệm về khoa học khí quyển, sinh học, và hành vi loài người. Điều cốt yếu để nghiên cứu các hệ thống tương tác trên Trái đất là khả năng tiếp nhận, xử lý, và làm các dữ liệu từ vệ tinh trở nên sẵn có; và đồng thời, các mô hình mới đã được xây dựng để thể hiện những ý tưởng đang phát triển của chúng ta về các quá trình phức tạp bên trong hệ thống Trái đất đầy biến động [1]. Tiếp tục đọc

%(count) bình luận

Filed under Mẫu hình IV, Sách

Chương 12: Bây giờ véc-tơ mới thật là véc-tơ

Trở về Mục lục cuốn sách

Véc-tơ là gì?

Từ “véc-tơ” có thể mang những nghĩa khác nhau đối với từng người. Trong MATLAB, véc-tơ là một ma trận chỉ có một hàng, hoặc một cột. Cho đến giờ, ta đã dùng các véc-tơ của MATLAB để biểu diễn:

dãy:
Dãy là một tập hợp các giá trị được nhận diện bởi các chỉ số nguyên; theo cách làm tự nhiên ta có thể lưu các phần tử của dãy như những phần tử của một véc-tơ trong MATLAB.

véc-tơ trạng thái:
Véc-tơ trạng thái là một tập hợp các giá trị để mô tả trạng thái của một hệ vật lý. Khi gọi ode45, bạn cho nó các điều kiện ban đầu dưới dạng một véc-tơ trạng thái. Sau đó, khi ode45 gọi hàm tốc độ mà bạn lập nên, nó sẽ trả kết quả là một véc-tơ trạng thái khác.

ánh xạ rời rạc:
Nếu có trong tay hai véc-tơ cùng độ dài, bạn có thể hình dung chúng như một phép ánh xạ từ những phần tử của một véc-tơ này sang các phần tử thuộc véc-tơ kia. Chẳng hạn, ở Mục {Chuột}, kết quả thu được từ ode45 là các véc-tơ, TY; chúng biểu diễn một phép ánh xạ từ các giá trị thời gian của T sang các giá trị số lượng chuột có trong Y.

Trong chương này ta sẽ xét đến một công dụng khác của véc-tơ trong MATLAB: để biểu diễn các véc-tơ không gian. Một véc-tơ không gian là một giá trị nhằm biểu diễn một đại lượng vật lý nhiều chiều, như vị trí, vận tốc, gia tốc, hoặc lực1. Tiếp tục đọc

8 phản hồi

Filed under Mô hình hóa, Sách

Chương 11: Tối ưu hóa và nội suy

Trở về Mục lục cuốn sách

Các sự kiện dùng trong hàm ODE

Thường thì khi gọi ode45, bạn đều phải chỉ ra các thời điểm bắt đầu và kết thúc. Nhưng trong nhiều trường hợp, bạn không biết trước lúc nào việc mô phỏng cần kết thúc. Thật may là MATLAB cung cấp một cơ chế xử lý vấn đề này. Điều không hay là cơ chế này hơi lủng củng một chút. Sau đây là cách hoạt động:

  1. Trước khi gọi ode45 bạn dùng odeset để tạo ra một đối tượng có tên options để chứa các giá trị quy định cách hoạt động của ode45:
    options = odeset('Events', @events);
    

    Trong trường hợp này, tên của tùy chọn (option) là Events còn giá trị là một chuôi hàm. Khi ode45 hoạt động, nó sẽ gọi events sau mỗi bước thời gian. Bạn có thể gọi hàm này bằng bất cứ tên gọi nào, nhưng cái tên events thường được chọn theo thông lệ. Tiếp tục đọc

5 phản hồi

Filed under Mô hình hóa, Sách

Chương 10: Các hệ bậc hai

Trở về Mục lục cuốn sách

Hàm lồng ghép

Trong Mục ví dụ bài toán con vịt, ta đã thấy một ví dụ của tập tin M với hơn một hàm:

function res = duck()
    error = error_func(10)
end

function res = error_func(h)
    rho = 0.3;      % density in g / cm^3
    r = 10;         % radius in cm
    res = ...
end

Tiếp tục đọc

4 phản hồi

Filed under Mô hình hóa, Sách

Chương 9: Hệ các PVT

Trở về Mục lục cuốn sách

Ma trận

Ma trận là dạng hai chiều của một véc-tơ. Cũng như véc-tơ, ma trận gồm có các phần tử được phân biệt bởi chỉ số. Sự khác biệt với véc-tơ là ở chỗ các phần tử ma trận được xếp theo hàng và cột, vì vậy cần có hai chỉ số để xác định được một phần tử.

Một trong những cách tạo ra ma trận là dùng hàm magic, vốn trả lại một ma trận kì ảo với kích cỡ cho trước:

>> M = magic(3)

M =  8     1     6
     3     5     7
     4     9     2

Tiếp tục đọc

4 phản hồi

Filed under Mô hình hóa, Sách

Chương 8: Phương trình vi phân thường

Trở về Mục lục cuốn sách

Phương trình vi phân

Phương trình vi phân là phương trình mô tả các đạo hàm của một hàm số chưa biết. “Giải phương trình vi phân” nghĩa là tìm một hàm số có các đạo hàm thỏa mãn phương trình đã cho.

Chẳng hạn, khi vi phuẩn sống trong môi trường đặc biệt thuận lợi thì tốc độ sinh trưởng tại bất kì thời điểm nào cũng tỉ lệ thuận với số vi khuẩn lúc đó. Có lẽ điều ta quan tâm là số vi khuẩn được biểu diễn dưới dạng hàm theo thời gian. Ta hãy định nghĩa f là hàm chiếu từ thời gian, t, đến số vi khuẩn, y. Dù không biết y bằng bao nhiêu, nhưng ta vẫn có thể viết một phương trình để mô tả nó:

df / dt = af

trong đó a là hằng số đặc trưng cho mức độ vi khuẩn tăng nhanh bao nhiêu. Tiếp tục đọc

11 phản hồi

Filed under Mô hình hóa, Sách

Chương 7: Hàm số của véc-tơ

Trở về Mục lục cuốn sách

Hàm số và tập tin

Đến giờ ta mới chỉ đưa một hàm vào trong mỗi tập tin. Cũng có thể đặt nhiều hàm vào trong một tập tin, nhưng chỉ có hàm đầu tiên, hàm cấp cao nhất mới gọi được từ Command Window. Các hàm phụ trợ khác có thể được gọi từ bất kì đâu trong tập tin, nhưng không thể gọi từ tập tin khác.

Những chương trình lớn thường cần đến nhiều hàm; việc giữ tất cả các hàm trong cùng một tập tin tuy tiện lợi, nhưng làm cho việc gỡ lỗi trở nên khó khăn vì bạn không thể gọi các hàm phụ trợ từ Command Window.

Để giúp giải quyết vấn đề này, tôi thường dùng hàm cấp cao nhất để phat triển và thử nghiệm các hàm phụ trợ. Chẳng hạn, tôi có thể tạo ra một tập tin tên là duck.m và khởi đầu với một hàm cấp cao nhất có tên là duck mà không nhận vào bất kì biến đầu vào cũng như trả lại bất kì biến đầu ra nào. Tiếp tục đọc

4 phản hồi

Filed under MatLab, Mô hình hóa, Sách